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“探火”一年間 天問一號有何收獲?備受世界關(guān)注

發(fā)布時間:2022-05-26 10:02:00來源: 人民日報海外版

  2021年5月15日,中國首次火星探測任務(wù)天問一號探測器在火星成功著陸,首次在火星留下中國印記。一年多的時間里,從發(fā)射、環(huán)繞到著陸、巡視,天問一號的一舉一動備受世界關(guān)注。

  截至目前,祝融號火星車已在火星北部低地的烏托邦平原區(qū)域行駛1年多的時間,累計行駛近2000米,獲得大量寶貴的科學探測數(shù)據(jù)。“探火”一年,天問一號有何收獲?在不遠的將來,中國深空探測將走到多遠?

  祝融號火星車:

  連續(xù)“服役” 暫時“冬眠”

  中國國家航天局日前發(fā)布的信息顯示,天問一號著陸火星一年來,祝融號火星車已在火星表面工作356個火星日,行駛總里程1921米。環(huán)繞器自發(fā)射以來已飛行661天,進入環(huán)火軌道后,持續(xù)開展遙感探測。目前,兩器狀態(tài)良好,累計獲取并傳回原始科學數(shù)據(jù)約940GB。

  在中國航天發(fā)展史上,天問一號任務(wù)實現(xiàn)了6個“首次”:首次實現(xiàn)地火轉(zhuǎn)移軌道探測器發(fā)射;首次實現(xiàn)行星際飛行;首次實現(xiàn)地外行星軟著陸;首次實現(xiàn)地外行星表面巡視探測;首次實現(xiàn)4億公里距離的測控通信;首次獲取第一手火星科學數(shù)據(jù)。

  踏上火星大地后,祝融號火星車經(jīng)歷了多重考驗。在完成了90個火星日的巡視探測任務(wù)后,祝融號火星車度過了日凌階段——太陽運行至地球和火星中間,受太陽電磁輻射干擾,器地通信不穩(wěn)定。按照既定預(yù)案,火星車在日凌期間暫??茖W工作。日凌結(jié)束后,“超期服役”的祝融號火星車繼續(xù)開展拓展性巡視探測任務(wù),獲取巡視區(qū)域地形地貌影像、行駛路徑磁場信息和地下剖面結(jié)構(gòu)信息,巖石、沙丘等典型地物的成分信息以及溫度、氣壓、風向、風速氣象信息等第一手科學數(shù)據(jù),探尋火星起源與演化之謎的線索。

  進入2022年,天問一號接連傳回“問候”和喜訊,留下了許多難忘的時刻——農(nóng)歷虎年春節(jié)前夕,天問一號從火星軌道傳回一組“自拍”視頻拜年;北京冬奧會開幕當天,天問一號探測器與五星紅旗和冬奧會、冬殘奧會會徽同框……一系列“美拍”和科學影像的發(fā)布,讓公眾對神秘的火星有了更多了解和認知。

  據(jù)專家介紹,目前祝融號火星車的巡視區(qū)已進入冬季,白天最高氣溫降至零下20攝氏度以下,夜間最低氣溫更是降至零下100攝氏度,到7月中旬火星冬至前后,氣溫還會進一步下降。與此同時,天問一號任務(wù)團隊通過環(huán)繞器獲取的中分辨率圖像判斷分析,祝融號所處區(qū)域正在經(jīng)歷強烈的沙塵天氣。

  為應(yīng)對沙塵天氣導致的太陽翼發(fā)電能力降低及冬季極低的環(huán)境溫度,按照設(shè)計方案和飛控策略,祝融號火星車已于5月18日轉(zhuǎn)入休眠模式。預(yù)計今年12月前后,巡視區(qū)將進入初春季節(jié),環(huán)境條件好轉(zhuǎn)后,祝融號將恢復正常工作。在此期間,環(huán)繞器將繼續(xù)開展遙感探測,并為火星車提供中繼通信支持。

  探測成果:

  發(fā)現(xiàn)近期水活動跡象

  天問一號著陸火星和祝融號行駛火星一年多來,中國國家航天局已發(fā)布了十批天問一號科學探測數(shù)據(jù)。科學家通過對探測數(shù)據(jù)的研究,陸續(xù)發(fā)布了新的科學發(fā)現(xiàn)和科研成果。

  近日,中國科學院公布了一項研究成果——中科院國家空間科學中心劉洋團隊在地質(zhì)年代較為年輕的火星著陸區(qū),發(fā)現(xiàn)了一種巖化的板狀硬殼層,其富含含水硫酸鹽等礦物,形成過程可能與地下水波動有關(guān)。

  火星是如何從一個“海洋星球”演變?yōu)椤吧衬行恰钡??火星的水環(huán)境演化過程是火星研究的重要內(nèi)容之一。據(jù)劉洋介紹,祝融號火星車著陸區(qū)位于年輕的亞馬遜紀地層上——30億年前至今的亞馬遜紀是火星地質(zhì)年代幾個主要階段的末期。已有的研究認為,火星在亞馬遜紀時期氣候寒冷干燥,液態(tài)水活動的范圍和程度極其有限。

  利用祝融號火星車的探測數(shù)據(jù),研究團隊發(fā)現(xiàn)了巖化的板狀硬殼層,其中富含含水硫酸鹽等礦物。據(jù)推斷,這些硬殼層可能是由地下水涌溢或者毛細作用蒸發(fā)結(jié)晶出的鹽類礦物,膠結(jié)了火星土壤后經(jīng)巖化作用形成。

  劉洋說,這一發(fā)現(xiàn)意味著火星在亞馬遜紀時期的水活動可能比以前認為的更加活躍,祝融號著陸區(qū)以及火星北部平原的廣泛區(qū)域可能含有大量以含水礦物形式存在的可利用水,可供未來載人火星探測的原位資源利用。這一發(fā)現(xiàn),對理解火星的氣候環(huán)境演化歷史具有重要意義。

  行星探測:

  未來進行小行星探測及采樣

  根據(jù)《2021中國的航天》白皮書顯示,未來5年,中國將繼續(xù)實施行星探測工程,發(fā)射小行星探測器、完成近地小行星采樣,完成火星采樣返回等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

  根據(jù)規(guī)劃,中國還將陸續(xù)實施天問二號、天問三號、天問四號等任務(wù)。中國航天科技集團五院介紹,目前天問二號探測器已轉(zhuǎn)入初樣研制階段,任務(wù)正在加快推進。

  中國工程院院士、中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁說,中國的深空探測會長期持續(xù),“能走多快走多快,能走多遠走多遠”。后續(xù)的主要任務(wù)是對深遠空間的小行星進行探測,希望能對小行星進行采樣,成為擁有小行星樣品的國家。

  中國首次火星探測任務(wù)總設(shè)計師張榮橋說,小行星探測任務(wù)除了科學研究的意義之外,也將通過技術(shù)的遞進式發(fā)展,為后續(xù)火星取樣返回驗證相關(guān)技術(shù)。

  火星取樣返回可謂火星探測“皇冠上的明珠”,目前還沒有國家做得到。張榮橋說,與月球采樣返回相比,火星取樣返回存在諸多難點——火星的“個頭”比月球大得多,從火星上起飛返回需要更大的逃逸速度,這就要求火箭有更強的動力;火星表面存在大氣,從火星表面起飛需要一整套適應(yīng)火星大氣環(huán)境的飛行產(chǎn)品及其控制系統(tǒng);再加上往返火星路途遙遠,火星環(huán)境惡劣,都增加了取樣返回的難度。

  吳偉仁說,未來中國還準備進行太陽系其他行星的穿越探測,如對金星和威脅地球的近地小行星進行探測,實現(xiàn)對其預(yù)警、防御、處置等。

  中國行星探測工程是開放的,中國始終致力于在深空探測領(lǐng)域推進國際合作。在天問一號任務(wù)實施過程中,中國與有關(guān)國家和國際組織在測控支持、載荷研制、科學研究等方面開展了卓有成效的合作。

  其中,中國與歐空局開展了工程技術(shù)合作,祝融號火星車與歐空局“火星快車”軌道器在軌中繼通信試驗取得成功;與奧地利、法國開展了科學載荷合作;設(shè)在阿根廷的深空站是中國首個海外深空測控站,為天問一號提供了測控支持;中國還與美國建立了火星探測器軌道數(shù)據(jù)交換機制,啟動了小行星探測任務(wù)國際載荷搭載合作等。

(責編: 李雨潼)

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